Student World

Na Science Worldu jsme před přibližně zvali na přednášku doc. Jaroslava Flegra nazvanou "Revoluce v evoluční biologii". V anotacích se původně hovořilo dokonce o změně paradigmatu. A jaká je skutečná situace?

Nejprve stručně projdeme obsah přednášky. Flegr nejprve popsal změny chápání, které postihly původní ústřední darwinovský pojem zdatnosti jedince (fitness).
Nejprve se ukázalo, že namísto fitness jedince jsou "tím, oč se v evoluci hraje" spíše stabilní evoluční strategie, respektive evoluční stabilita chování. Např. ve známém modelu jestřáb versus hrdlička není ani jedna z těchto rolí evolučně stabilní strategií, protože nedokáže převládnout. Navíc, jako jestřáb a hrdlička spolu de facto mohou soupeřit i dvě alely téhož genu (zde jasný rozpor s původní Darwinovou představou).
Fitness jedinců, respektive jejich fenotyp, se navíc nezachovává, dědí se alely, a tedy ty se zdají být selekční jednotkou. Nejde jen o hru se slovíčky. Alela se totiž navíc nemusí šířit tím, že by zvyšovala zdatnost jedince – zde je známým učebnicovým případem "modrovous", expandující alela sedící na samčím chromozomu Y, která vede otce k tomu, aby zabil své dcery a nakrmil jimi své syny. Čímž se dostáváme k neodarwinismu dawkinsovského ražení. Modrovouse i jestřáby a hrdličky jsme zde na Science Worldu již probrali několikrát, omlouváme se za opakování (nebo naopak za stručnost).
Teď ale Flegr přichází s představou, že ani dawkinsovskými sobeckými geny se chápání evoluce nezastavuje. Víceméně opakuje to, co tvrdí i v doslovu k Dawkinsově knize Slepý hodinář.
Alela je často jednou výhodná, jednou nevýhodná, to podle toho, jak se po pohlavním rozmnožování namíchá s jinými alelami. Jak by za těchto podmínek mohla vůbec probíhat selekce? Takže čistá dawkinsovská evoluce sobeckých genů by zřejmě mohla probíhat pouze u nepohlavně se rozmnožujících organismů.
U pohlavně se rozmnožujících živočichů je to podle Flegra ale jinak. Alelu je velmi těžké úplně odstranit ze světa, jakmile je přerušena selekce, organismy se mají tendenci zase vracet do původního stavu (něco podobného je jev označovaný jako "regrese k průměru"). Selekce vyšší na jejich velikost se po čase stane neúčinnou a dokonce když pak vyšlechtěné obří myši necháme rozmnožovat spolu, po skončení selekčního tlaku se jejich velikost stejně vrátí do původního stavu. Dědivost, jakž takž fungující přes jednu generaci, se dále ztrácí s tím, jak se kombinace genů dále prohazují (naše výška už velmi málo souvisí s výškou prarodičů).
Další fakt je, že paleontologický záznam působí jaksi skokovitě.
Flegr z toho všeho vyvozuje asi následující: Druhy se de facto nevyvíjejí. Vznikají ve výjimečných okamžicích evoluční plastičnosti (např. najednou nepohlavní rozmnožování, redukce populace, bottle neck-průchod hrdlem lahve), kdy dojde ke snížení genetické variability a nastoupí selekce a evoluce.
Jakmile je jednou dosaženo genetické variability/polymorfismu, ztrácí přírodní výběr svoji moc, plasticita zamrzne, jednou přítomné alely de facto nejde vybít, druh je zakonzervován (zde to trochu připomíná námitky proti Darwinovi, že totiž mutace se přece musejí rozpustit v průměru), už se nemění, až časem prostě vymře. Předtím snad může dát vzniknout jinému druhu (z malé odštěpené a např. geograficky izolované populace). Druhy jako takové se však nevyvíjejí, pouze přecházejí jeden v druhý.
Variabilita a nahromaděný polymorfismus zabíjí evoluci – i proto je evoluce nejrychlejší po fázi velkých vymírání – zde ovšem hrají roli i uprázdněné niky. Jakmile se naopak alela nachází v geneticky přibližně homogenním prostředí (v období bottle necku a těsně po něm), dědí se spolu s ní i její účinek a může nastat dawkinsovská evoluce sobeckých genů.

Avizovaná "kuhnovská" změna paradigmatu (které si nikdo skoro nevšímá – zde stojí za diskusi, které změny paradigmatu opravdu přicházejí takto nenápadně, a které jsou naopak provázeny nepřehlédnutelnými společensko-politickými otřesy) tedy spočívá v tom, že přírodní výběr funguje pouze ve chvíli vzniku nového druhu. Zčásti se obnovují některá témata, nad nimiž se uvažovalo v době Darwinově; nikoliv ovšem koncept slibné zrůdy – bottle neck a pořádná redukce populace musí předcházet mutaci.
Něco podobného napsal Jaroslav Flegr už v doslovu ke Slepému hodináři, takže až sem to vlastně není nic nového; o celé koncepci lze diskutovat a vznášet řadu námitek, což by byla nejzajímavější část přednášky. K tomu ale prakticky nedošlo. Pouze se uskutečnila krátká diskuse o eugenice (např. u člověka). Podle Flegra by např. jakákoliv geneticky fixovaná změna našeho druhu musela – opět – vyžadovat nejprve extrémní redukci populace na řádově 10 jedinců.
Snad tedy jen několik střípků z diskuse, která se potom uskutečnila e-mailem:
Zajímalo mě, jak vysvětlit, že se tak rychle podařilo domestikovat některá zvířata (a geneticky zafixovat jejich nové vlastnosti), když by se tomu měl druh vzpírat. Odpověď zněla, že zřejmě došlo k extrémnímu bottle necku; možná příslušné druhy byly zrovna v období plasticity; a možná že právě fakt, že pár druhů je plastických a pár zamrzlých, ukazuje, proč se některá zvířata domestikovat naopak nepodařilo.
K příkladu šlechtěných myší, které se vracely do původního stavu, ovšem zbývá dodat (možná spíše jako poznámku na okraj), že třeba v případě psa není výsledkem nešlechtění či rovnou zdivočení vlk, ale spíše voříšek či pes dingo.
Dále jsem se doc. Flegra ptal na to, jak je možné, že za pouhých 10 000 let se u části světové populace geneticky zafixovala třeba schopnost trávit v dospělém věku mléko nebo metabolizovat alkohol. Odpověděl, že jde jen o posuny frekvence alel přítomných již v původní africké populaci. Genetická homeostáze se sice dostatečně silnému selekčnímu tlaku podvolí, čím dál od původní rovnováhy, tím je to však těžší, a po skončení selekce dojde opět k návratu do původního stavu.
V diskusi by se jistě dalo pokračovat (např. kdy a jak docházelo k bottle-neckům v případě evoluce člověka), snášet argumenty i protiargumenty.
Na závěr si neodpustím následující paradox/myšlenkový experiment. Bez pohlavního rozmnožování by dawkinsovská evoluce probíhala neustále a vývoj by byl rychlejší. Pohlavní rozmnožování podle Červené královny existuje kvůli parazitům. Parazité tedy brzdí evoluci – to budiž jako úplný opak konceptu, podle kterého parazité evoluci naopak urychlují a zamrznutí brání, protože stále mění krajinu s jejími lokálními extrémy.

Poznámka Pavel Houser: Kromě komentářů zde článků najdete polemiku s přednesenou teorií i na
http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/130D8D8352FA1128C1256DC6003CD10F.

autor Pavel Houser